第1課時分子結(jié)構(gòu)的測定多樣的分子空間結(jié)構(gòu)價層電子對互斥模型課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固1.如圖是一種分子式為C4H8O2的有機(jī)化合物的紅外光譜圖,則該有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式為()。A.CH3COOCH2CH3B.CH3CH2CH2COOHC.CH3CH(CH3)COOHD.HCOOCH(CH3)2答案A解析由紅外光譜圖可看出題述有機(jī)化合物分子中有不對稱—CH3,因此該有機(jī)化合物分子中至少有2個—CH3,由圖也可以看出含有CO和C—O—C。題述有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3。2.下列分子中,各原子均處于同一平面上的是()。A.NH3 B.CCl4 C.P4 D.CH2O答案D解析NH3是三角錐形,CCl4是正四面體形,P4是正四面體形,CH2O是平面三角形。3.下列粒子的價層電子對數(shù)正確的是(標(biāo)注“·”的原子為中心原子)()。A.C·H44 B.C·OC.B·F32 D.S·O答案A解析ABn型分子中中心原子上的價層電子對數(shù):n=σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù),CH4中,n=4,A項(xiàng)正確。CO2中,n=2,B項(xiàng)錯誤。BF3中,n=3,C項(xiàng)錯誤。SO3中,n=3,D項(xiàng)錯誤。4.下列分子或離子的中心原子,帶有一個孤電子對的是()。A.H2OB.BeCl2C.CH4D.PCl3答案D解析選項(xiàng)中四種物質(zhì)的電子式依次為H··O······H、

··Cl······Be··Cl······、5.下列說法中不正確的是()。A.分子中的價層電子對(包括σ鍵電子對和孤電子對)之間存在相互排斥作用B.分子中的價層電子對之間趨向于彼此遠(yuǎn)離C.分子在很多情況下并不是盡可能采取對稱的空間結(jié)構(gòu)D.當(dāng)價層電子對數(shù)分別是2、3、4時,價層電子對互斥模型分別為直線形、平面三角形、正四面體形答案C解析分子在很多情況下是盡可能采用對稱的空間結(jié)構(gòu),以使體系能量最低。6.下列有關(guān)分子的空間結(jié)構(gòu)的說法中正確的是()。A.HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'C.分子中鍵角的大小:BeCl2>SnCl2>SO3>NH3>CCl4D.BeF2分子中,中心原子Be上的價層電子對數(shù)等于2,其VSEPR模型為直線形,σ鍵電子對數(shù)等于2,沒有孤電子對答案D解析HClO中的H和BF3中的B都未達(dá)到8電子結(jié)構(gòu),A項(xiàng)錯誤。P4和CH4都是正四面體形結(jié)構(gòu),但是P4中P—P—P鍵角為60°;CH4中H—C—H鍵角為109°28',B項(xiàng)錯誤。BeCl2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,鍵角為180°;SnCl2呈V形,Sn含有一個孤電子對,由于該孤電子對的存在,鍵角小于120°;SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,鍵角為120°;NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,鍵角為107°;CCl4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,鍵角為109°28';故分子中鍵角的大小:BeCl2>SO3>SnCl2>CCl4>NH3,C項(xiàng)錯誤。7.SF6是一種無色氣體,且具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,可用于滅火。下列有關(guān)說法中正確的是()。A.電負(fù)性:S>FB.SF6分子是正四面體形結(jié)構(gòu)C.SF6分子中硫原子周圍無孤電子對D.氟原子的軌道表示式為答案C解析F的電負(fù)性最大,A項(xiàng)錯誤。SF6分子中硫原子上有6個價層電子對,SF6不是正四面體形結(jié)構(gòu),B項(xiàng)錯誤。D項(xiàng)違背泡利原理,錯誤。8.請回答下列問題。(1)利用價層電子對互斥模型推斷下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu):SeO3;SCl2;

NO2+;NOHCHO;HCN。

(2)利用價層電子對互斥模型推斷鍵角的大小:①SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角(填“>”“<”或“=”,下同)120°;

②PCl3分子中,Cl—P—Cl的鍵角109°28'。

答案(1)平面三角形V形直線形V形平面三角形直線形(2)①<②<解析(1)SeO3中,Se的價層電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0,SeO3為平面三角形;SCl2中,S的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為2,SCl2為V形;NO2+中,N的價層電子對數(shù)為2,孤電子對數(shù)為0,NO2+為直線形;NO2-中,N的價層電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,NO2-為V形;HCHO分子中1個碳氧雙鍵計(jì)作1個σ鍵電子對,2個C—H對應(yīng)2個σ鍵電子對,C原子上的價層電子對數(shù)為3,且無孤電子對,所以HCHO分子為平面三角形;HCN分子的結(jié)構(gòu)式為H(2)SnBr2分子中,Sn上的價層電子對數(shù)為3,σ鍵電子對數(shù)為2,孤電子對數(shù)為1,由于孤電子對與Sn—Br的σ鍵電子對間的排斥作用大于Sn—Br的σ鍵電子對間的排斥作用,故鍵角<120°。PCl3分子中,P上的價層電子對數(shù)為4,含有1個孤電子對,由于孤電子對與P—Cl的σ鍵電子對間的排斥作用大于P—Cl的σ鍵電子對間的排斥作用,所以Cl—P—Cl的鍵角小于109°28'。9.(1)利用VSEPR模型推斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。PO43-;CS2;AlBr3(2)為了解釋和預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu),科學(xué)家在歸納了許多已知的分子空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了一種十分簡單的理論模型——價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類:一類是;另一類是。

BF3和NF3都是四個原子的分子,BF3的中心原子是,NF3的中心原子是;BF3分子的空間結(jié)構(gòu)是平面三角形而NF3分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形的原因是。

答案(1)正四面體形直線形平面三角形(2)中心原子上的價電子都用于形成共價鍵中心原子上有孤電子對BNBF3分子中B原子的3個價電子都與F原子形成共價鍵,而NF3分子中N原子的3個價電子與F原子形成共價鍵,還有一個未成鍵的孤電子對,占據(jù)了N原子周圍的空間,參與相互排斥,形成三角錐形解析(1)PO43-是AB4型,價層電子對數(shù)是4,為正四面體形。CS2是AB2型,價層電子對數(shù)是2,是直線形。AlBr3能力提升1.若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對,運(yùn)用價層電子對互斥模型,下列說法正確的是()。A.若n=2,則分子的空間結(jié)構(gòu)為V形B.若n=3,則分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形C.若n=4,則分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形D.以上說法都不正確答案C解析根據(jù)價層電子對互斥模型知,ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價鍵的孤電子對,若n=2,則分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形;若n=3,則分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形;若n=4,則分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。2.短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有關(guān)敘述錯誤的是()。A.若A、B為同一周期元素,則AB3分子可能為三角錐形B.若AB3分子中的價電子個數(shù)為24,則AB3分子可能為平面正三角形C.若A、B為同一主族元素,則AB3分子一定為三角錐形D.若AB3分子為三角錐形,則AB3分子可能為NH3答案C解析A項(xiàng),若為PCl3,則分子為三角錐形,正確;B項(xiàng),BCl3滿足要求,其分子為平面正三角形,正確;C項(xiàng),若分子為SO3,則為平面正三角形,錯誤;D項(xiàng),分子可能為NH3,也可能為NF3等,正確。3.下列分子中,各分子的空間結(jié)構(gòu)、中心原子上含有的孤電子對數(shù)均正確的是()。選項(xiàng)分子空間結(jié)構(gòu)中心原子上含有的孤電子對數(shù)ANH3平面三角形N含有一個孤電子對BCCl4正四面體形C不含孤電子對CH2O直線形O含有兩個孤電子對DCO三角錐形C含有一個孤電子對答案B解析NH3中心原子上的價層電子對數(shù)=3+12×(5-3×1)=4,N含有一個孤電子對,分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,A項(xiàng)錯誤。CCl4中心原子上的價層電子對數(shù)=4+12×(4-4×1)=4,C原子沒有孤電子對,分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,B項(xiàng)正確。H2O中心原子上的價層電子對數(shù)=2+12×(6-2×1)=4,O原子含有兩個孤電子對,分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,C項(xiàng)錯誤。CO32-4.價層電子對互斥模型(簡稱VSEPR模型)可用于預(yù)測簡單分子的空間結(jié)構(gòu)。其要點(diǎn)可以概括為:Ⅰ.用AXnEm表示只含一個中心原子的分子組成,A為中心原子,X為與中心原子相結(jié)合的原子,E為中心原子最外層未參與成鍵的電子對(稱為孤電子對),(n+m)稱為價層電子對數(shù)。分子中的價層電子對總是互相排斥,均勻地分布在中心原子周圍的空間;Ⅱ.分子的空間結(jié)構(gòu)是指分子中的原子在空間的排布,不包括中心原子未成鍵的孤電子對;Ⅲ.分子中價層電子對之間的斥力大小主要順序?yàn)?ⅰ.孤電子對之間的斥力>孤電子對與共用電子對之間的斥力>共用電子對之間的斥力;ⅱ.雙鍵與雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵與單鍵之間的斥力;ⅲ.X原子得電子能力越弱,A—X形成的共用電子對之間的斥力越強(qiáng);ⅳ.其他。請仔細(xì)閱讀上述材料,回答下列問題。(1)根據(jù)要點(diǎn)Ⅰ可以推測出AXnEm的VSEPR理想模型,請?zhí)顚懴卤?n+m2VSEPR理想模型正四面體形價層電子對之間的理想鍵角109°28'(2)請用VSEPR模型解釋CO2為直線形分子的原因:。

(3)H2O分子的空間結(jié)構(gòu)為,請你預(yù)測水分子中H—O—H的鍵角大小并解釋原因:。

(4)用VSEPR模型判斷下列分子或離子的空間結(jié)構(gòu):分子或離子SnCl2CCl4ClO空間結(jié)構(gòu)答案(1)4直線形180°(2)CO2屬于AX2E0型,n+m=2,故為直線形(3)V形水分子屬于AX2E2型,n+m=4,VSEPR理想模型為正四面體形,價層電子對之間的夾角均為109°28'。但根據(jù)Ⅲ中的ⅰ,H—O—H的鍵角應(yīng)該小于109°28'(4)V形正四面體形正四面體形解析AXnEm中n+m=2時,最理想的模型是直線形,鍵角是180°;若是正四面體形,n+m=4;CO2屬于AX2E0型,n+m=2,故為直線形。水分子屬于AX2E2型,n+m=4,O有兩個孤電子對,應(yīng)是V形,由于孤電子對之間的斥力強(qiáng)于共用電子對之間的斥力,所以使其鍵角小于109°28'。5.短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大,它們的最簡單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、V形、直線形。請回答下列問題。(1)Z的氫化物的結(jié)構(gòu)式為,HZO的中心原子上的價層電子對數(shù)的計(jì)算式為,該分子的空間結(jié)構(gòu)為。

(2)Y的價層電子排布式為,Y的最高價氧化物的VSEPR模型為。

(3)X與Z形成的最簡單化合物的化學(xué)式是,該分子中的鍵角是。

(4)D、E的最簡單氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體形與三角錐形,這是因?yàn)?填字母)。

a.兩種分子的中心原子上的價層電子對數(shù)不同b.D、E的非金屬性不同c.E的氫化物分子中中心原子上有一個孤電子對,而D的氫化物分子中中心原子上沒有孤電子對答案(1)H—Cl2+12×(6-1×1-1×(2)